Hong, So-hyeon;Hwang, Hwan-Jin;Kim, Joo Won;Kim, Jung A.;Lee, You Bin;Roh, Eun;Choi, Kyung Mook;Baik, Sei Hyun;Yoo, Hye Jin
Journal of Ginseng Research
/
v.44
no.4
/
pp.664-671
/
2020
Background: Ginsenoside compound-Mc1 (Mc1) is a member of the deglycosylated ginsenosides obtained from ginseng extract. Although several ginsenosides have a cardioprotective effect, this has not been demonstrated in ginsenoside Mc1. Methods: We treated H9c2 cells with hydrogen peroxide (H2O2) and ginsenoside Mc1 to evaluate the antioxidant effects of Mc1. The levels of antioxidant molecules, catalase, and superoxide dismutase 2 (SOD2) were measured, and cell viability was determined using the Bcl2-associated X protein (Bax):B-cell lymphoma-extra large ratio, a cytotoxicity assay, and flow cytometry. We generated mice with high-fat diet (HFD)-induced obesity using ginsenoside Mc1 and assessed their heart tissues to evaluate the antioxidant effect and the fibrosis-reducing capability of ginsenoside Mc1. Results: Ginsenoside Mc1 significantly increased the level of phosphorylated AMP-activated protein kinase (AMPK) in the H9c2 cells. The expression levels of catalase and SOD2 increased significantly after treatment with ginsenoside Mc1, resulting in a decrease in the production of H2O2-mediated reactive oxygen species. Treatment with ginsenoside Mc1 also significantly reduced the H2O2-mediated elevation of the Bax:Bcl2 ratio and the number of DNA-damaged cells, which was significantly attenuated by treatment with an AMPK inhibitor. Consistent with the in vitro data, ginsenoside Mc1 upregulated the levels of catalase and SOD2 and decreased the Bax:B-cell lymphoma-extra large ratio and caspase-3 activity in the heart tissues of HFD-induced obese mice, resulting in reduced collagen deposition. Conclusion: Ginsenoside Mc1 decreases oxidative stress and increases cell viability in H9c2 cells and the heart tissue isolated from HFD-fed mice via an AMPK-dependent mechanism, suggesting its potential as a novel therapeutic agent for oxidative stress-related cardiac diseases.
Acetyl-CoA carboxylases (ACCs) play critical roles in fatty acid synthesis and oxidation by the catalytic activity of the carboxylation of acetyl-CoA to malonyl-CoA. It is known that ACCs are inactivated through reversible phosphorylation by AMP-activated protein kinase (AMPK) and allosterically activated by citrate. Here, we determined the crystal structures of biotin carboxylase (BC) domain of human ACC2 phosphorylated by AMPK in the presence of citrate in order to elucidate the activation mechanism by citrate. This structure shows that phosphorylated Ser222 is released from the dimer interface, and thereby facilitating the dimerization or oligomerization of the BC domain allosterically. This structural explanation is coincident with the experimental result that the phosphorylated Ser222 was dephosphorylated more easily by protein phosphatase 2A (PP2A) as the citrate concentration increases.
Metformin is the most widely used anti-diabetic drug that helps maintain normal blood glucose levels primarily by suppressing hepatic gluconeogenesis in type II diabetic patients. We previously found that metformin induces apoptotic death in H4IIE rat hepatocellular carcinoma cells. Despite its anti-diabetic roles, the effect of metformin on hepatic de novo lipogenesis (DNL) remains unclear. We investigated the effect of metformin on hepatic DNL and apoptotic cell death in H4IIE cells. Metformin treatment stimulated glucose consumption, lactate production, intracellular fat accumulation, and the expressions of lipogenic proteins. It also stimulated apoptosis but reduced autophagic responses. These metformin-induced changes were clearly reversed by compound C, an inhibitor of AMP-activated protein kinase (AMPK). Interestingly, metformin massively increased the production of reactive oxygen species (ROS), which was completely blocked by compound C. Metformin also stimulated the phosphorylation of p38 mitogen-activated protein kinase (p38MAPK). Finally, inhibition of p38MAPK mimicked the effects of compound C, and suppressed the metformin-induced fat accumulation and apoptosis. Taken together, metformin stimulates dysregulated glucose metabolism, intracellular fat accumulation, and apoptosis. Our findings suggest that metformin induces excessive glucose-induced DNL, oxidative stress by ROS generation, activation of AMPK and p38MAPK, suppression of autophagy, and ultimately apoptosis.
Journal of the Korean Society of Food Science and Nutrition
/
v.46
no.5
/
pp.552-561
/
2017
This study aimed to investigate glucose uptake mechanisms and metabolic mechanisms for absorbed glucose in HepG2 cells treated with Acanthopanax senticosus water extract (ASW). A colorimetric assay kit was used to measure polyphenol content, glucokinase (GK) activity, glucose uptake, glucose consumption in cell culture medium, and glycogen content. RT-PCR and western blotting were performed to examine changes in the expression levels of glucose transporter 2 (GLUT2), hepatocyte nuclear factor $1{\alpha}$ ($HNF-1{\alpha}$), phosphatidylinositol 3-kinase (PI3k), protein kinase B (Akt), phospho-AMP-activated protein kinase (AMPK), phosphoenolpyruvate carboxykinase, GK, and glycogen synthase kinase $3{\beta}$ ($GSK3{\beta}$). Increased glucose uptake upon ASW treatment was confirmed to result from increased expression of $HNF-1{\alpha}$, which is one of the transcription factors acting on the GLUT2 promoter. From the measurements of GK activity, we observed that ASW had an effect on glucose phosphorylation, and we also confirmed that increased AMPK phosphorylation promoted glycolysis and suppressed gluconeogenesis. We confirmed that the increase in glycogen upon ASW treatment was induced by activation of Akt by PI3k, followed by phosphorylation of $GSK3{\beta}$. This study demonstrates that ASW activates glucose metabolic mechanisms in liver cells and is therefore a potential candidate to alleviate diabetes.
Brain-type natriuretic peptide (BNP) is a cardiac hormone that exerts cardiovascular and renal effects and regulates metabolic processes. In the current study, to determine the hepatic effects of BNP, we investigated whether it improves high-fat diet (HFD)-induced hepatic IR and characterized its possible mechanism. No significant differences in body weight, fat mass, or lean mass were observed between the saline- and BNP-treated groups of normal diet-and HFD-fed mice. During the clamp test, the BNP infusion into HFD-fed mice led to lower blood glucose levels and increased glucose infusion rates versus that into saline-treated HFD-fed mice. The BNP infusion also inhibited hepatic glucose production and decreased hepatic triglyceride levels concomitant with decreased expression of gluconeogenesis and lipogenesis-related genes, resulting in reduced levels of alanine aminotransferase and aspartate aminotransferase. BNP increased the phosphorylation of Akt and AMP-acti- vated protein kinase (AMPK) in the livers of HFD-fed mice compared to saline-fed HFD mice. The incubation of AML12 murine hepatocytes with BNP increased the basal levels of phosphorylated Akt and AMPK and recovered the phosphorylated Akt and phosphorylated AMPK levels reduced by palmitate treatment. Furthermore, BNP incubation prevented palmitate-induced increases in lipo- genesis gene expressions. Taken together, the current study's findings indicated that BNP ameliorates hepatic IR, resulting in reduced hepatic glucose production and hepatic steatosis.
AMP-activated protein kinase alpha 2 (PRKAA2) plays a key role in regulation of fatty acid and cholesterol metabolism. This study investigated the porcine PRKAA2 gene as a positional candidate for intramuscular fat and backfat thickness traits in pig chromosome 6. A partial fragment of the porcine PRKAA2 gene, amplified by PCR, contained a putative intron 3 including a part of exon 3 and 4, comparable with that of human PRKAA2 gene. Within the fragment, several single nucleotide polymorphisms were identified using multiple sequence alignments. Of these, TaqI restriction enzyme polymorphism was used for genotyping various pig breeds including Korean reference family. Using linkage and physical mapping, the porcine PRKAA2 gene was mapped in the region between microsatellite markers SW1881 and SW1680 on chromosome 6. Allele frequencies were quite different among pig breeds. The full length cDNA of the porcine PRKAA2 (2,145 bp) obtained by RACE containing 1,656 bp open reading frame of deduced 552 amino acids, had sequence identities with PRKAA2 of human (98.2%), rat (97.8%), and mouse (97.5%). These results suggested that the porcine PRKAA2 is a positional candidate gene for fat deposition trait at near telomeric region of the long arm of SSC 6.
To develop a ginseng product possessing an efficacy for diabetes, ginseng radix ethanol extract was treated with pectinase and obtained the GINST. In the present study, we evaluate the beneficial effect of GINST on high fat diet (HFD)-induced hyperglycemia and hyperlipidemia and action mechanism(s) in ICR mice. The mice were randomly divided into five groups: regular diet group (RD), high fat diet group (HFD), HFD plus GINST at 75 mg/kg (GINST75), 150 mg/kg (GINST150), and 300 mg/kg (GINST300). Oral glucose tolerance test reveals that GINST improves the glucose tolerance after glucose challenge. Fasting plasma glucose and insulin levels were decreased by 4.3% and 4.2% in GINST75, 10.9% and 20.0% in GINST150, and 19.6% and 20.9% in GINST300 compared to those in HFD control group. Insulin resistance indices were also markedly decreased by 8.2% in GINST75, 28.7% in GINST150, and 36.4% in GINST300, compared to the HFD control group. Plasma triglyceride, total cholesterol and non-esterified fatty acid levels in the GINST300 group were decreased by 13.5%, 22.7% and 24.1%, respectively, compared to those in HFD control group. Enlarged adipocytes of HFD control group were markedly decreased in GINST-treated groups, and shrunken islets of HFD control mice were brought back to near normal shape in GINST300 group. Furthermore, GINST enhanced phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK) and glucose transporter 4 (GLUT4). In summary, GINST prevents HFD-induced hyperglycemia and hyperlipidemia through reducing insulin resistance via activating AMPK-GLUT4 pathways, and could be a potential therapeutic agent for type 2 diabetes.
Stimulation of AMP-activated protein kinase (AMPK) signaling followed by increase of glucose uptake in L6 myotubes were studied with organic solvent extract of Malva verticillata (MV) seeds. Ethanol extract of M. verticillata seeds (MVE) significantly increased the phosphorylation level of AMPK, acetyl-CoA carboxylase (ACC), and glucose uptake in L6 myotube cells. The MVE was fractionated with n-hexane (MVE-H), chloroform (MVE-C), ethylacetate (MVE-E), n-butanol (MVE-B), and water (MVE-W). MVE-H (150 ${\mu}g$/ml) showed the highest phosphorylating activity and increased glucose uptake by 2.3-fold. Oral administration of MVE-H (40 mg/kg) for 4 weeks to type 2 diabetic (db/db) mice reduced non-fasting and fasting blood glucose levels by 17.1% and 23.3%, respectively. Phosphorylation levels of AMPK and ACC in the soleus muscle and liver tissue of db/db mice were significantly increased by the administration of MVE-H. MVE-H was further fractionated using preparative HPLC to identify the AMPK-activating compounds. The NMR and GC-MS analyses revealed that ${\beta}$-sitosterol was a major effective compound in MVE-H. Phosphorylation levels of AMPK and ACC, and glucose uptake were significantly increased by the treatment of MVE-S (${\beta}$-sitosterol) isolated from M. verticillata to L6 cells, and these effects were attenuated by an AMPK inhibitor (Compound C) pretreatment. These results, taken together, demonstrate that increased glucose uptake in L6 myotubes by MVE-H treatment is mainly accomplished through the activation of AMPK. Our finding suggests that the extract isolated from M. verticillata seed would be beneficial for the treatment of metabolic disease including type 2 diabetes and hyperlipidemia.
Kim, Doyeon;Park, Sang Mi;Byun, Sung Hui;Park, Chung A;Cho, Il Je;Kim, Sang Chan
Herbal Formula Science
/
v.26
no.4
/
pp.329-340
/
2018
Objectives : In Traditional Korean medicine, Daucus carota L. has been used for treating dyspepsia, diarrhea, dysentery and cough. Recent pharmacognosic evidence showed D. carota has anti-oxidant, anti-cancer, anti-fungal, and hypotensive effects. Present study investigated hepato-protective effect of D. carota ethanol extract (DCE) against oxidative stress in HepG2 cells. Methods : After HepG2 cells were pretreated with different concentrations of DCE, the cells were exposed to tert-butyl hydroperoxide (tBHP) for inducing oxidative stress. Cell viability, hydrogen peroxide production, glutathione concentration, and mitochondrial membrane potentials were measured to explore hepato-protective effect of DCE. Phosphorylation of AMP-activated protein kinase (AMPK) and effect of compound C on cell viability were determined to investigate the role of AMPK on DCE-mediated cytoprotection. Results : DCE significantly decreased the tBHP-mediated cytotoxicity in a concentration dependent manner and reduced the changes on apoptosis-related proteins by tBHP in HepG2 cells. In addition, DCE significantly prevented hydrogen peroxide production, glutathione depletion, and mitochondrial membrane impairment induced by tBHP. Treatment with DCE increased phosphorylation of AMPK, and the DCE-mediated cytoprotection was abolished by pretreatment with compound C. Conclusions : These results demonstrate that DCE can protect hepatocytes from oxidative stress through activation of AMPK.
Non-alcoholic fatty liver disease (NAFLD) is characterized by excessive accumulation of fat in the liver, and there is a global increase in its incidence owing to changes in lifestyle and diet. Recent findings suggest that p53 is involved in the development of non-alcoholic fatty liver disease; however, the association between p53 expression and the disease remains unclear. Doxorubicin, an anticancer agent, increases the expression of p53. Therefore, this study aimed to investigate the role of doxorubicin-induced p53 upregulation in free fatty acid (FFA)-induced intracellular lipid accumulation. HepG2 cells were pretreated with 0.5 ㎍/mL of doxorubicin for 12 h, followed by treatment with FFA (0.5 mM) for 24 h to induce steatosis. Doxorubicin pretreatment upregulated p53 expression and downregulated the expression of endoplasmic reticulum stress- and lipid synthesis-associated genes in the FFA -treated HepG2 cells. Additionally, doxorubicin treatment upregulated the expression of AMP-activated protein kinase, a key modulator of lipid metabolism. Notably, siRNA-targeted p53 knockdown reversed the effects of doxorubicin in HepG2 cells. Moreover, doxorubicin treatment suppressed FFA -induced lipid accumulation in HepG2 spheroids. Conclusively, these results suggest that doxorubicin possesses potential application for the regulation of lipid metabolism by enhance the expression of p53 an in vitro NAFLD model.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.